Los parámetros cuantitativos de ultrasonido ofrecen una nueva herramienta para el diagnóstico de enfermedades pulmonares

Las enfermedades pulmonares intersticiales crónicas (EPI) requieren un seguimiento regular en el punto de atención debido a su naturaleza persistente. Los métodos tradicionales de radiografía están limitados por su menor resolución y la exposición a radiación ionizante. Las tomografías computarizadas de tórax, aunque detalladas, son costosas y también implican una exposición significativa a la radiación. Las técnicas de ultrasonido convencionales pueden identificar daños pulmonares graves a través de la presencia de artefactos verticales conocidos como líneas B, pero estos datos son cualitativos y dependen en gran medida del operador y del sistema de ultrasonido utilizado. Ahora, los investigadores han introducido biomarcadores innovadores basados en ultrasonido para una evaluación más precisa de la gravedad de las EPI.

Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (Raleigh, NC, EUA) han definido un conjunto de parámetros de ultrasonidos que evalúan cuantitativamente varias características físicas pulmonares. Estos parámetros han demostrado ser eficaces tanto para diagnosticar como para medir la gravedad de las enfermedades pulmonares en un modelo animal. Las enfermedades se manifiestan en los pulmones de diversas formas, alterando aspectos como la microestructura del pulmón, la elasticidad del tejido y el tipo y volumen de líquido presente. Cada alteración se puede medir cuantitativamente mediante ultrasonidos. En su estudio publicado en Scientific Reports, los investigadores se propusieron identificar parámetros específicos para estas características pulmonares y determinar qué parámetros se correlacionan con diferentes enfermedades pulmonares.

Imagen: El ultrasonido cuantitativo de pulmón puede utilizarse para estadificar y controlar las enfermedades pulmonares intersticiales (foto cortesía de los CDC)

Inicialmente, el equipo estableció parámetros para una amplia gama de características pulmonares, como la densidad alveolar o el volumen de líquido. También adaptaron parámetros de ultrasonido existentes que se usaban previamente para otros órganos para que se adaptaran a la evaluación del tejido pulmonar, lo que culminó en un total de 60 parámetros diferentes. Luego, estos se aplicaron para medir las condiciones pulmonares en ratas, que estaban sanas o presentaban diferentes etapas de fibrosis o edema (la fibrosis es la cicatrización del tejido pulmonar y el edema se refiere a la acumulación de líquido). El análisis estadístico ayudó a identificar qué combinaciones de parámetros estaban vinculadas a condiciones de salud particulares y eran lo suficientemente sensibles para indicar la gravedad de estas condiciones. Descubrieron que solo cinco parámetros eran necesarios para evaluar de manera efectiva tanto la fibrosis como el edema: tres para fibrosis y dos para edema.

La sensibilidad de esta nueva herramienta de diagnóstico se validó aún más a través del tratamiento de la fibrosis en ratas; a medida que las ratas fibróticas recibían tratamiento, la herramienta registraba con precisión las mejoras en su estado pulmonar. Los investigadores han desarrollado un software de procesamiento de datos especializado que se integra con las máquinas de ultrasonidos existentes, calculando los valores de cada parámetro y determinando las puntuaciones de los biomarcadores tanto para el edema como para la fibrosis. Los próximos pasos incluyen simulaciones computacionales, pruebas in vitro y ensayos en modelos animales para confirmar la eficacia de este método a través de paredes torácicas más gruesas. Si tiene éxito, el equipo planea realizar ensayos clínicos. El establecimiento de hasta 60 parámetros distintos también crea el potencial para que esta técnica se utilice para identificar biomarcadores de diagnóstico para varias otras enfermedades pulmonares.

“Uno de los desafíos que presentan muchas herramientas de diagnóstico es que a menudo hay una compensación entre sensibilidad y especificidad”, afirmó Marie Muller, coautora principal de un artículo sobre el trabajo y profesora adjunta de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. “Una prueba altamente sensible puede garantizar virtualmente que detectes un problema, pero también suele significar que puede haber muchos falsos positivos. Por otro lado, una prueba muy específica casi nunca dará un falso positivo, pero también puede pasar por alto varios problemas de salud que debería detectar o puede no ser capaz de evaluar la gravedad de una enfermedad específica. Estamos entusiasmados con esta nueva herramienta de diagnóstico porque es a la vez muy sensible y muy específica. Podemos tener esa combinación de especificidad y sensibilidad porque estamos midiendo múltiples parámetros”.

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Universidad Estatal de Carolina del Norte